Flokët për njeriun modern janë thjesht një element i identifikimit vizual, një pjesë e imazhit dhe stilit. Megjithatë, këto formacione keratinoze të lëkurës kanë disa funksione biologjike të rëndësishme: mbrojtje, termoregulim, ndjeshmëri, etj. Sa të forta janë flokët tanë? Siç dukeet, ato janë shumë më të forta se flokët e elefantit apo zebrës.
Sot do të njohim një studim në të cilin shkencëtarët nga Universiteti i Kalifornisë (SHBA) vendosën të verifikojnë se si korrelon trashësia e flokëve dhe forca e tyre te lloje të ndryshme kafshësh, duke përfshirë njeriun. Cilat ishin flokët më të fortë, cilat janë karakteristikat mekanike të flokëve të llojeve të ndryshme dhe si mund ta ndihmojë ky studim në zhvillimin e llojeve të reja të materialeve? Për këtë do të mësojmë nga raporti i shkencëtarëve. Le të fillojmë.
Baza e studimit
FlokĂ«t, tĂ« cilĂ«t kryesisht pĂ«rbĂ«hen nga proteina keratinĂ«, janĂ« formacione keratinoze tĂ« lĂ«kurĂ«s sĂ« gjitarĂ«ve. NĂ« fakt, flokĂ«t, leshi dhe pelushi janĂ« sinonime. Struktura e flokut pĂ«rbĂ«het nga pllakat e keratinĂ«s, tĂ« cilat vendosen njĂ«ra mbi tjetrĂ«n, si dominot qĂ« bien njĂ«ra pas tjetrĂ«s. Ădo flok ka tre shtresa: kutikula - shtresa e jashtme dhe mbrojtĂ«se; korteksi - substanca kortikale, e pĂ«rbĂ«rĂ« nga qelizat e gjalla tĂ« zgjeruara (e rĂ«ndĂ«sishme pĂ«r forcĂ«n dhe elastikĂ«n e flokut, pĂ«rcakton ngjyrĂ«n e tij pĂ«rmes melaninĂ«s) dhe substanca e brendshme - shtresa qendrore e flokut, e pĂ«rbĂ«rĂ« nga qeliza tĂ« buta keratine dhe dhoma ajri, e cila merr pjesĂ« nĂ« transmetimin e substancave ushqyese nĂ« shtresa tĂ« tjera.
Nëse e ndajmë flokun përvertikalisht, do të marrim pjesën e sipërme (trupi) dhe atë të poshtme (bulbi ose rrënja). Bulbi rrethojë nga folikuli, forma e të cilit varet nga forma e flokut: folikuli i rrumbullakët - i drejtpërdrejtë, folikuli oval - pak i curly, folikuli i njomur - i curly.
Shumë shkencëtarë mendojnë se për shkak të progresit teknologjik, evolucioni i njeriut po ndryshon. Kjo do të thotë se disa organe dhe struktura në trupin tonë gradualisht po bëhen rudimentare - ato që kanë humbur qëllimin e tyre. Pjesë të tilla të trupit përfshijnë dhëmbët e mençur, apendiksin dhe mbulesën e flokëve në trup. Me fjalë të tjera, shkencëtarët besojnë se me kalimin e kohës këto struktura do të zhduken thjesht nga anatomia jonë. A është kjo e vërtetë, është e vështirë të thuhet, por për shumë njerëz dhëmbët e mençur, për shembull, shpesh lidhen me vizitat te stomatologu për heqjen e tyre të pashmangshme.
Sidoqoftë, flokët janë të nevojshëm për njeriun, ndoshta ata tashmë nuk luajnë një rol kaq të rëndësishëm në termoregulim, por në estetikë ende janë një pjesë e pandarë. E njëjta gjë vlen edhe për kulturën botërore. Në shumë vende, që nga kohërat e lashta, flokët konsideroheshin burim i gjithë fuqisë, dhe prerja e tyre lidhej me probleme të mundshme shëndetësore dhe madje dështime në jetë. Kuptimi sakral i flokëve kaloi nga ritualet shamanike të fiseve të lashta në fe më moderne, në veprat e shkrimtarëve, artistëve dhe skulptorëve. Në veçanti, bukuria femërore shpesh lidhej ngushtë me mënyrën se si duken ose janë paraqitur (për shembull, në piktura) flokët e zonjave të dashura.
Vini re se sa detajet janë të paraqitura flokët e Venusë (Sandro Botticelli, "Lindja e Venusë", 1485).
Të lëmë mënjanë aspektin kulturor dhe estetik të flokëve dhe të kalojmë në shqyrtimin e studimit të shkencëtarëve.
Flokët, në një formë apo tjetër, janë të pranishëm te shumë lloje gjitarësh. Nëse për njeriun ata nuk janë më kaq të rëndësishëm nga pikëpamja biologjike, për shpërndajë të tjerë të botës së kafshëve, leshi dhe pelushi janë atribute jetësore. Megjithatë, nga struktura e tyre themelore, flokët e njeriut dhe, për shembull, të elefantit janë shumë të ngjashëm, megjithëse ka edhe dallime. Dallimi më i dukshëm është nga dimensionet, sepse flokët e elefantit janë shumë më të trashë se të tonat, por, siç duket, jo më të forta.
Shkencëtarët kanë studiuar flokët për një kohë të gjatë. Rezultatet e këtyre përpjekjeve janë realizuar si në kozmetologji dhe mjekësi, ashtu edhe në industrinë e lehtë (ose siç do të thoshte e njohura Kalugina L.P.: "industrinë e lehtë"), më konkretisht në tekstil. Për më tepër, studimi i flokëve ka ndihmuar shumë në zhvillimin e biomaterialeve në bazë të keratinës, e cila që në fillim të shekullit të kaluar u mësua të përftohej nga briri i kafshëve me ndihmën e lidhjes.
Keratina e marrë në këtë mënyrë u përdor për të krijuar gjel, i cili mund të forcohej duke shtuar formaldehid. Më vonë, u mësua të nxirrte keratin jo vetëm nga brirët e kafshëve, por edhe nga leshi i tyre, si dhe nga flokët e njeriut. Ngritjet e krijuara mbi bazën e keratinës gjetën përdorim në kozmetikë, kompozita dhe madje edhe në mbulimin e tabletave.
Sot, industria e studimit dhe prodhimit tĂ« materialeve tĂ« forta dhe tĂ« lehta po zhvillohet shpejt. FlokĂ«t, duke qenĂ« natyrisht tĂ« tillĂ«, janĂ« njĂ« nga materialet natyrore qĂ« frymĂ«zojnĂ« kĂ«rkime tĂ« tilla. ĂfarĂ« do tĂ« thotĂ« kufiri i qĂ«ndrueshmĂ«risĂ« sĂ« shtrirjes sĂ« leshit dhe flokĂ«ve njerĂ«zor, i cili varion nga 200 deri nĂ« 260 MPa, qĂ« Ă«shtĂ« ekuivalent me forcĂ«n specifike prej 150-200 MPa / mg m-3. Dhe kjo Ă«shtĂ« pothuajse ekuivalente me çelikun (250 MPa / mg m-3).
Roli kryesor nĂ« formimin e karakteristikave mekanike tĂ« flokĂ«ve e luan struktura e saj hierarkike, e ngjashme me matryoshkĂ«n. Elementi mĂ« i rĂ«ndĂ«sishĂ«m i kĂ«saj strukture Ă«shtĂ« korteksi i brendshĂ«m i qelizave bark, me njĂ« diametĂ«r rreth 5 ÎŒm dhe njĂ« gjatĂ«si 100 ÎŒm, qĂ« pĂ«rbĂ«het nga makrofibrilat e grupuar (me njĂ« diametĂ«r rreth 0.2-0.4 ÎŒm), tĂ« cilat, nga ana tjetĂ«r, pĂ«rbĂ«hen nga filamente tĂ« ndĂ«rmjetme (7.5 nm nĂ« diametĂ«r), tĂ« vendosur nĂ« njĂ« matricĂ« amorfe.
Karakteristikat mekanike të flokëve, ndjeshmëria e tyre ndaj temperaturës, lagështirës dhe deformimit janë rezultat i drejtpërdrejtë i ndërveprimit midis komponenteve amorfe dhe kristaline të korteksit. Fibrat e keratinës në korteksin e flokëve të njeriut zakonisht kanë një elasticitet më të madh me një deformim të këputjes mbi 40%.
Ky vlerĂ«sim i lartĂ« Ă«shtĂ« pĂ«r shkak tĂ« çlirimit tĂ« strukturĂ«s e-keratinĂ«s dhe, nĂ« disa raste, tĂ« shndĂ«rrimit tĂ« saj nĂ« b-keratinĂ«, e cila rezulton nĂ« njĂ« rritje tĂ« gjatĂ« (qarku i plotĂ« i spirales 0.52 nm zgjatet deri nĂ« 1.2 nm nĂ« konfiguracionin b). Kjo Ă«shtĂ« njĂ« nga arsyet kryesore pse shumĂ« kĂ«rkime janĂ« pĂ«rqendruar saktĂ«sisht nĂ« keratinĂ«, pĂ«r ta rikrijuar atĂ« nĂ« formĂ« sintetike. NdĂ«rsa, shtresa e jashtme e flokĂ«ve (kutikula), siç e dimĂ«, pĂ«rbĂ«het nga pllakate (me trashĂ«si 0.3â0.5 ÎŒm dhe 40â60 ÎŒm nĂ« gjatĂ«si).
MĂ« parĂ«, shkencĂ«tarĂ«t kishin zhvilluar kĂ«rkime mbi karakteristikat mekanike tĂ« flokĂ«ve tĂ« njerĂ«zve nga grupe tĂ« ndryshme moshash dhe etnikesh. NĂ« kĂ«tĂ« punim, akcenti u vendos nĂ« studimin e ndryshimeve tĂ« karakteristikave mekanike tĂ« flokĂ«ve tĂ« llojeve tĂ« ndryshme tĂ« kafshĂ«ve, pĂ«rkatĂ«sisht: njeri, kal, ari, derr, kapibara, pekari, ĆŸirafa dhe elefanti.
Rezultatet e hulumtimit
Imazhi â1: morfologjia e flokut tĂ« njeriut (Dhe â kutikula; NĂ« â çarja e korteksit; duke treguar skajet e fibrave, Me â sipĂ«rfaqja e çarjes, ku duken tre shtresa; D â sipĂ«rfaqja anĂ«sore e korteksit, duke treguar shtrirjen e fibrave).
Floku i njĂ« tĂ« rrituri ka njĂ« diametĂ«r prej rreth 80-100 ÎŒm. NĂ« kujdesin normal pĂ«r flokĂ«t, pamja e tyre Ă«shtĂ« mjaft e plotĂ« (1A). Komponenti i brendshĂ«m i flokĂ«ve tĂ« njeriut Ă«shtĂ« korteksi fibroz. Pas njĂ« testi tĂ« shtrirjes, u zbulua se kutikula dhe korteksi i flokĂ«ve njerĂ«zor prisnin ndryshe: kutikula zakonisht prishej nĂ« mĂ«nyrĂ« abrasive (shkĂ«putur), ndĂ«rsa fibrat e keratinĂ«s nĂ« korteks ishin ndarĂ« dhe shtrirĂ« nga struktura e pĂ«rgjithshme (1V).
NĂ« imazh 1C duket qartĂ« sipĂ«rfaqja e brishtĂ« e kutikulĂ«s me vizualizimin e shtresave, tĂ« cilat janĂ« pllakata kutikule qĂ« mbivendosen njĂ«ra-tjetrĂ«s dhe kanĂ« trashĂ«si 350â400 nm. NdĂ«rsa ndarjet e vĂ«rejtura nĂ« sipĂ«rfaqen e shkatĂ«rrimit, si dhe natyra e brishtĂ« e kĂ«saj sipĂ«rfaqe tregojnĂ« lidhjen e dobĂ«t ndĂ«rfazore midis kutikulĂ«s dhe korteksit, si dhe midis fibrave brenda korteksit.
Fibrat e keratinës në korteks ishin ndarë (1D). Kjo tregon se korteksi fibroz është përgjegjës kryesisht për forcën mekanike të flokëve.
Imazhi â2: morfologjia e flokut tĂ« kalit (Dhe â kutikula, disa pllakata tĂ« cilave janĂ« disi tĂ« devijuara pĂ«r shkak tĂ« mungesĂ«s sĂ« kujdesit; NĂ« â pamja e çarjes; Me â detajet e çarjes sĂ« korteksit, ku dallohet kutikula e shkĂ«putur; D â detajet e kutikulĂ«s).
Struktura e flokĂ«ve tĂ« kalit Ă«shtĂ« e ngjashme me atĂ« tĂ« njerĂ«zve, pĂ«rveç diametrit, i cili Ă«shtĂ« 50% mĂ« i madh (150 ÎŒm). NĂ« foto 2A mund tĂ« shihni dĂ«mtime evidente tĂ« kutikulĂ«s, ku shumĂ« pllakata nuk janĂ« aq ngushtĂ«sisht tĂ« lidhura me trungun, siç ishte me flokĂ«t e njerĂ«zve. Vendi i çarisĂ« sĂ« flokut tĂ« kalit pĂ«rmban si njĂ« çarje normale ashtu edhe njĂ« çarje tĂ« flokut (ndarja e pllakave tĂ« kutikulĂ«s). NĂ« 2B duken tĂ« dy variantet e dĂ«mtimeve. NĂ« zonat ku plakat janĂ« plotĂ«sisht shkĂ«putur, dallohet ndĂ«rfaqja midis kutikulĂ«s dhe korteksit (2C). Disa fibra janĂ« shkĂ«putur dhe janĂ« ndarĂ« nĂ« rajonin e interfesĂ«s. Duke krahasuar kĂ«to vĂ«zhgime me tĂ« dhĂ«nat e mĂ«parshme (floku njerĂ«zor), kĂ«to dĂ«mtime tregojnĂ« se flokĂ«t e kuajve nuk kanĂ« pĂ«suar njĂ« tension tĂ« tillĂ« tĂ« fortĂ« si flokĂ«t e njerĂ«zve kur fibrat nĂ« korteks janĂ« shtrirĂ« dhe plotĂ«sisht tĂ« ndara nga kutikula. Po ashtu, Ă«shtĂ« vĂ«nĂ« re se disa pllaka janĂ« shkĂ«putur nga trupi, e cila mund tĂ« lidhet me tensionin e shtrirjes (2D).
Imazhi â3: morfologjia e flokut tĂ« arushĂ«s (Dhe â kutikula; NĂ« â dĂ«mtime nĂ« dy pika, tĂ« lidhura me zonĂ«n e copĂ«timit; Me â çarje e kutikulĂ«s me ndarje fibrash nĂ« korteks; D â detajet e strukturĂ«s sĂ« fibrave, disa fibra tĂ« zgjatura janĂ« tĂ« dukshme nga struktura e pĂ«rgjithshme).
Trashësia e flokut të arushës është 80 mikrometra. Pllakat e kutikulës janë të ngjitura shumë fort me njëra-tjetrën (3A), dhe në disa zona është e vështirë të dallohet pllaka e veçantë. Kjo mund të lidhet me fërkimin e flokëve me ato fqinjë. Nën tensionin e shtrirjes, këto flokë thjesht plasaritën me shfaqjen e çarjeve të gjata (shikoni 3B), që tregon se me një efekt lidhës të dobët të kutikulës së dëmtuar, fibrat keratine në korteks lehtësisht ndahen. Ndryshimi i korteksit shkakton copëzimin e kutikulës, çka konfirmohet nga modeli zigzag të copëtimit (3C). Ky tension shkakton shtrirjen e disa fibrave nga korteksi (3D).
Imazhi â4: morfologjia e flokut tĂ« derrit (Dhe â copĂ«tim i zakonshĂ«m i flokut; NĂ« â struktura e kutikulĂ«s tregon njĂ« gjendje tĂ« dobĂ«t integriteti (grupimi) tĂ« pllakat; Me â detajet e copĂ«timit nĂ« interfesĂ«n midis kutikulĂ«s dhe korteksit; D â fibrat e zgjatura nga masa e pĂ«rgjithshme dhe fibrillat qĂ« dalin).
Flokët e derrit janë mjaft të trashë (230 mm), veçanërisht në krahasim me ato të arushës. Copëtimi i flokëve të derrit kur dëmtohet duket mjaft i qartë (4A) perpendikular me drejtimin e tensionit në shtrirje.
Pllakat e kutikulës që janë ekspozuar deri në masë të vogël janë shkëputur nga trupi kryesor i flokut për shkak të shtrirjes së skajve të tyre (4B).
Në sipërfaqen e zonës së shkatërrimit, duket qartë ndarja e fibrave, gjithashtu është e dukshme se ato ishin shumë të lidhura ngushtë me njëri-tjetrin në brendësi të korteksit (4C). Vetëm fibrat në interfesën midis korteksit dhe kutikulës ishin ekspozuar për shkak të ndarjes (4D), që shpalos prani të fibrillave të trashë të korteksit (250 nm në diametër). Disa nga fibrillat dolën herë pas here jashtë për shkak të deformimit. Supozohet se ato shërbejnë si forcim për flokët e derrit.
Imazhi â5: morfologjia e flokĂ«ve tĂ« elefantĂ«ve (Dhe â Me) dhe tĂ« girafave (D â F). Dhe â kutikula; NĂ« â thyerje me shkallĂ« pĂ«r flokĂ«t; Me â hapĂ«sira brenda flokĂ«ve tregojnĂ« se ku janĂ« shkĂ«putur fibrat. D â pllakat kutikulare; E â thyerje e rrafshtuar e flokĂ«ve; F â fibra tĂ« shkĂ«putura nga sipĂ«rfaqja nĂ« zonĂ«n e thyerjes.
Flokët e një elefanti të ri mund të kenë trashësinë rreth 330 mikrometra, dhe ato të të rriturit arrijnë deri në 1.5 mm. Pllakat në sipërfaqe janë të vështira për t'u dalluar (5A). Floku i elefantit gjithashtu priret drejt shkatërrimit normal, dmth, ndaj një plasaritjeje të pastër në shtrirje. Morfologjia e sipërfaqes së shkatërrimit tregon pamje me shkallë (5V), ndoshta për shkak të pranishmërisë së defekteve të vogla në korteksin e flokut. Në sipërfaqen e plasaritjes mund të shihet gjithashtu disa vrima të vogla, ku para dëmtimit, ndoshta ishin të vendosura fibrillat forcuese (5C).
Flokët e girafës gjithashtu janë të trashë (370 mikrometra), megjithatë disponimi i pllakat kutikulare nuk është kaq i qartë (5D). Kjo beshet se lidhet me dëmtimin e tyre nga faktorët e ndryshëm të mjedisit (p.sh., fërkimi me pemët gjatë ushqyerjes). Megjithë dallimet, plasaritja e flokëve të girafës ishte e ngjashme me atë të elefantit (5F).
Imazhi â6: morfologjia e flokut tĂ« kapibarĂ«s (Dhe â struktura e dyfishtĂ« kutikulare tĂ« pllakat; NĂ« â copĂ«timi i strukturĂ«s dyfishe; Me â fibrat pranĂ« kufirit tĂ« plasaritjes duken tĂ« brishta dhe tĂ« forta; D â fibrat e zgjatura nga zona e plasaritjes sĂ« strukturĂ«s dyfishe).
Flokët e kapibarës dhe të pekaris shfaqin dallime nga të gjithë flokët e tjerë të studiuar. Për kapibarën, dallimi kryesor është prania e konfiguratës dyfishe të kutikulës dhe forma e ovalizuar e flokut (6A). Grofja mes dy pjesëve simetrike të flokut është e nevojshme për largimin më të shpejtë të ujit nga peli i kafshës, si dhe për ventilimin më të mirë, që i lejon të thahet më shpejt. Nën ndokdojmë të shtrirjes, floku ndahet në dy pjesë përgjatë grofës, dhe secila prej pjesëve dëmtohet (6B). Shumë fibrat e korteksit shqiptohen dhe shtrihen (6C dhe 6D).
Imazhi â7: morfologjia e flokut tĂ« pekarit (Dhe â struktura e kutikulĂ«s dhe vendi i plasaritjes; NĂ« â morfologjia e shkatĂ«rrimit tĂ« korteksit dhe detajet e strukturĂ«s sĂ« saj; Me â qeliza tĂ« mbyllura (20 ÎŒm nĂ« diametĂ«r), muret e tĂ« cilave pĂ«rbĂ«hen nga fibra; D â muret e qelizave).
Tek pjekĂ«sit (familja Tayassuidae, dmth pjekĂ«sit) flokĂ«t kanĂ« korteks poroz dhe shtresa e kutikulĂ«s nuk ka pllaka tĂ« qarta (7A). Korteksi i flokut pĂ«rmban qeliza tĂ« mbyllura me madhĂ«si 10-30 ÎŒm (7B), muret e tĂ« cilave pĂ«rbĂ«hen nga fibra keratine (7C). KĂ«to mure janĂ« mjaft poroze dhe madhĂ«sia e njĂ« pore Ă«shtĂ« rreth 0.5-3 ÎŒm (7D).
Siç shihet në imazh 7A, pa mbështetje të korteksit fibëror, kutikula çnuktohet në vijën e çarjes, dhe fibrat në disa vende shtrihen. Kjo strukturë e flokëve është e nevojshme që flokët të jenë më vertikalë, duke rritur vizualisht madhësinë e kafshës, që mund të jetë një mekanizëm mbrojtës për pjekësin. Flokët e pjekësit i rezistojnë mjaft mirë kompresionit, por nuk përballen me shtrirjen.
Pasi u përpoqën me karakteristikat strukturore të flokëve të kafshëve të ndryshme dhe me llojet e dëmtimeve nga tensioni, shkencëtarët filluan të përshkruajnë pronat mekanike.
Imazhi nr. 8: diagrami i deformimit për secilën nga llojet e flokëve dhe skema e instalacionit eksperimental për marrjen e të dhënave (shpejtësia e deformimit 10-2 s-1).
Siç shihet në grafik më sipër, reagimi ndaj shtrirjes së flokëve të llojeve të ndryshme të kafshëve ishte mjaft i ndryshëm. Flokët e njeriut, kalit, derrit dhe arushës treguan një reagim të ngjashëm me reagimin e leshit (jo të dikujt, por të materialit tekstil).
Me njĂ« modul relativisht tĂ« lartĂ« tĂ« elastikĂ«s, qĂ« Ă«shtĂ« 3.5â5 GPa, kurbat pĂ«rbĂ«hen nga njĂ« rajon linear (elastik) ndjekur nga njĂ« plato me njĂ« rritje tĂ« ngadaltĂ« tĂ« tensionit deri nĂ« deformimin 0.20â0.25, pas sĂ« cilĂ«s shpejtĂ«sia e forcimit rritet ndjeshĂ«m deri nĂ« deformimin e shkatĂ«rrimit nĂ« 0.40. Zona e platos i referohet shkĂ«putjes e-struktura spirale e filamentĂ«ve tĂ« ndĂ«rmjetĂ«m tĂ« keratinĂ«s, tĂ« cilat nĂ« disa raste mund tĂ« (pjesĂ«risht) shndĂ«rrohen nĂ« b-fletĂ« (struktura tĂ« sheshta). ShkĂ«putja e plotĂ« çon nĂ« njĂ« deformim 1.31, qĂ« Ă«shtĂ« ndjeshĂ«m mĂ« e lartĂ« se nĂ« fund tĂ« kĂ«tij faze (0.20â0.25).
Pjesa kristalore e strukturës është e rrethuar nga një matricë amorfike, e cila nuk transformohet. Pjesa amorfike përbën rreth 55% të volumit total, por vetëm në kushtet nëse diametri i fijes ndërmjetëse është 7 nm dhe ato ndahen nga materiali amorfik në 2 nm. Këto shifra të sakta ishin nxjerrë në studime të mëparshme.
Në fazën e deformimit, e cila karakterizohet nga forcimi, ndodhin lëvizje ndërmjet fibrave kortikale, si dhe midis elementeve më të vogla strukturore, si mikrofilamentet, fijet ndërmjetëse dhe matrica amorfike.
Flokët e gjirafës, elefantit dhe pjekësit tregojnë një reagim relativisht linear të forcimit pa dallim të qartë midis platos dhe fushave të forcimit të shpejtë (piketave). Moduli i elastikës është relativisht i ulët dhe është rreth 2 GPa.
Në kundërshtim me llojet e tjera, flokët e kapibara tregojnë një reagim, e cila karakterizohet nga forcimi i shpejtë, të cilit i vendosen stres të vazhdueshëm. Ky vëzhgim lidhet me strukturën e pazakontë të flokëve të kapibarës, dhe më saktësisht me prani e dy pjesëve simetrike dhe një gropë longitudinale midis tyre.
Më parë janë bërë studime, të cilat treguan se moduli i Young (moduli i elastikës longitudinale) zvogëlohet me rritjen e diametrit të flokëve në lloje të ndryshme kafshësh. Në këto punë është vënë në dukje se moduli i Young të pjekësit është ndjeshëm më i ulët se të kafshëve të tjera, që mund të lidhet me porozitetin e strukturës së flokëve të tij.
ĂshtĂ« interesante qĂ« pjekĂ«si ka si zona tĂ« zeza ashtu edhe tĂ« bardha nĂ« flok (dyngjyrĂ«si). Ăarjet gjatĂ« shtrirjes ndodhin mĂ« shpesh pikĂ«risht nĂ« zonĂ«n e bardhĂ« tĂ« flokut. QĂ«ndrueshmĂ«ria mĂ« e lartĂ« e zonĂ«s sĂ« zezĂ« shpjegohet nga prania e melanociteve, tĂ« cilat gjenden ekskluzivisht nĂ« flokĂ«t e zeza.
TĂ« gjitha kĂ«to vĂ«zhgime janĂ« nĂ« tĂ« vĂ«rtetĂ« unike, por mbetet njĂ« pyetje kryesore â a luan roli i pĂ«rmasave tĂ« flokut nĂ« forcĂ«n e tij?
Nëse përshkruajmë flokët e gjitarëve, mund të veçojmë faktet kryesore, të cilat janë të njohura për studiuesit:
- tek shumicën e llojeve të flokët janë më të trashë në pjesën qendrore dhe ngushtohen në fund; leshi i kafshëve të egra është më i trashë për shkak të mjedisit të tyre;
- ndryshimet në diametrin e flokëve të një lloji tregojnë se trashësia e shumicës së flokëve variaton brenda një gamë të zakonshme trashësie për atë lloj kafshe. Trashësia e flokëve tek përfaqësuesit e ndryshëm të një lloji mund të ndryshojë, megjithatë çfarë e ndikon këtë ndryshim ende nuk dihet;
- tek lloje të ndryshme gjitarësh, trashësia e flokëve është e ndryshme (pavarësisht se sa banale tingëllon).
Duke këtyre fakteve publik dhe të dhënave të mbledhura gjatë eksperimenteve, shkencëtarët arritën të përputhin të gjitha rezultatet për të formuar lidhjet midis trashësisë së flokëve dhe forcës së tyre.
Imazhi â9: lidhja midis trashĂ«sisĂ« dhe forcĂ«s sĂ« flokĂ«ve te llojet e ndryshme tĂ« kafshĂ«ve.
Për shkak të ndryshimeve në diametër dhe elastikitetin e flokëve, shkencëtarët vendosën të hetojnë nëse është e mundur të parashikohet napërsitë e tyre përmes statistikave Weibull, të cilat mund të merren specifikisht me ndryshimet në madhësinë e mostër dhe madhësinë rezultuese të defekteve.
Supozimi Ă«shtĂ« se segmenti i flokut me volum V pĂ«rbĂ«het nga n elemente volumetrike, ku çdo njĂ«si volum V0 ka njĂ« shpĂ«rndarje tĂ« ngjashme tĂ« defekteve. Duke pĂ«rdorur supozimin e zinxhirit mĂ« tĂ« dobĂ«t, nĂ« njĂ« nivel tĂ« caktuar napĂ«rsie Ï probabiliteti P i ruajtjes sĂ« integritetit tĂ« kĂ«tij segmenti tĂ« flokut me volum V mund tĂ« shprehet si produkt i probabiliteteve shtesĂ« tĂ« ruajtjes sĂ« integritetit tĂ« secilit nga elementet volumetrike, domethĂ«nĂ«:
P(V) = P(V0) · P(V0)⊠· P(V0) = · P(V0)n
ku volumi V përmban n elemente volumetrike V0. Me rritjen e napërsisë P(V) natyrshëm zvogëlohet.
Duke përdorur shpërndarjen dy-parametrike Weibull, probabiliteti i shkatërrimit të të gjithë volumit mund të shprehet si:
1 â P = 1 â exp [ âV/V0 · (Ï/Ï0)m]
ku Ï â napĂ«rsia e aplikuar, Ï0 â forca karakteristike (referuese), dhe m â moduli Weibull, i cili Ă«shtĂ« njĂ« masĂ« e variabilitetit tĂ« vetive. NĂ« kĂ«tĂ« rast, Ă«shtĂ« e rĂ«ndĂ«sishme tĂ« theksohet se probabiliteti i shkatĂ«rrimit rritet me rritjen e volumit tĂ« mostĂ«r V nĂ« napĂ«ri tĂ« caktuar. Ï.
NĂ« grafik 9A Ă«shtĂ« treguar shpĂ«rndarja Weibull e napĂ«rsive shkatĂ«rruese pĂ«r flokĂ«t e njeriut dhe kapibarĂ«s. Kurbat pĂ«r lloje tĂ« tjera janĂ« parashikuar duke pĂ«rdorur formulĂ«n â2 me tĂ« njĂ«jtin vlerĂ« m, si pĂ«r flokĂ«t e njeriut (m = 0.11).
Si diametri mesatar u pĂ«rdorĂ«n: derri â 235 ÎŒm, kali â 200 ÎŒm, pjekari â 300 ÎŒm, ari â 70 ÎŒm, floku i elefantit â 345 ÎŒm dhe girafa â 370 ÎŒm.
Duke pasur parasysh se napërsia shkatërruese mund të përcaktohet kur P(V) = 0.5, këto rezultate tregojnë se napërsia shkatërruese zvogëlohet me rritjen e diametrit të flokëve te llojet e ndryshme.
Në grafik 9B janë treguar napërsitë e parashikuara të shkatërrimit me 50% probabilitet shkatërrimi (P(V) = 0.5) dhe napërsia mesatare eksperimentale për lloje të ndryshme.
BĂ«het e qartĂ« se me rritjen e diametrit tĂ« flokĂ«ve nga 100 nĂ« 350 ÎŒm, napĂ«rsia e tyre shkatĂ«rruese zvogĂ«lohet nga 200â250 MPa nĂ« 125â150 MPa. Rezultatet e modelimit sipas shpĂ«rndarjes Weibull janĂ« nĂ« pĂ«rputhje tĂ« shkĂ«lqyer me rezultatet e vĂ«zhgimeve faktike. I vetmi pĂ«rjashtim janĂ« flokĂ«t e pjekarit, pasi ato janĂ« jashtĂ«zakonisht tĂ« porozitetit. Forca faktike e flokĂ«ve tĂ« pjekarit Ă«shtĂ« mĂ« e ulĂ«t se ajo qĂ« tregon modelimi sipas shpĂ«rndarjes Weibull.
Për një njohje më të detajuar me nuancat e hulumtimit, rekomandoj të shikoni në dhe për të.
Epilogu
Pika kryesore qĂ« del nga kĂ«to vĂ«zhgime Ă«shtĂ« se flokĂ«t e trashĂ« nuk janĂ« ekuivalente me ato tĂ« forta. NĂ« tĂ« vĂ«rtetĂ«, siç thonĂ« vetĂ« shkencĂ«tarĂ«t, kjo deklaratĂ« nuk Ă«shtĂ« njĂ« zbulim tĂ« shekullit, pasi vĂ«zhgime tĂ« ngjashme janĂ« bĂ«rĂ« edhe nĂ« studimin e telit metalik. ĂĂ«shtja kĂ«tu nuk Ă«shtĂ« as nĂ« fizikĂ«, mekanikĂ«, apo biologi, por nĂ« statistikĂ« â sa mĂ« i madh tĂ« jetĂ« objekti, aq mĂ« shumĂ« mundĂ«si pĂ«r defekte.
Shkencëtarët besojnë se puna që kemi shqyrtuar sot do t'i ndihmojë kolegët e tyre në krijimin e materialeve të reja sintetike. Problemi kryesor është se, pavarësisht zhvillimit të teknologjive moderne, ato ende nuk janë në gjendje të krijojnë diçka të ngjashme me flokët e njeriut ose të elefantit. Sepse krijimi i diçkaje kaq të vogël është tashmë një sfidë, pa folur për strukturën e saj të ndërlikuar.
Siç e shohim, ky studim tregoi se jo vetëm fibra e araneve meriton vëmendjen e shkencëtarëve si frymëzim për materiale super të forta dhe super të lehta, por edhe flokët e njeriut janë në gjendje të befasojnë me vetitë mekanike dhe forcën e tyre të mahnitshme.
Faleminderit pĂ«r vĂ«mendjen, mbani kuriozitetin dhe ju uroj njĂ« javĂ« tĂ« mbarĂ« nĂ« punĂ«, shokĂ«. đ
Pak reklamĂ« đ
Faleminderit që qëndroni me ne. Ju pëlqejnë artikujt tanë? Dëshironi të shihni më shumë materiale interesante? Na mbështetni duke bërë një porosi ose duke na rekomanduar njohurive tuaj, , një analog unik i serverëve entry-level, i ndërtuar për ju: (disponohen variante me RAID1 dhe RAID10, deri në 24 bërthama dhe deri në 40GB DDR4).
Dell R730xd dyfish mĂ« i lirĂ« nĂ« qendrĂ«n e tĂ« dhĂ«nave Equinix Tier IV nĂ« Amsterdam? VetĂ«m kĂ«tu nĂ« HolandĂ«! Dell R420 â 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB â nga $99! Lexoni rreth
Burimi: habr.com
